Bakterijske infekcije otporne na antibiotike postaju veliki društveni izazov. Da bi rešili ovaj problem, istraživači rade na novim lekovima koji ubijaju bakterije bez podsticanja otpornosti, i na novim materijalima koji sprečavaju stvaranje bakterijskih biofilma. Poslednje su izvor otpornih varijanti, ali ih je teško ukloniti.
Nedavno su istraživači sa Instituta za fizičku hemiju Poljske akademije nauka otkrili da stvaranje valovite površine može pomoći u ograničavanju širenja otpornih bakterija.
Globalna prekomerna upotreba antibiotika značajno je ubrzala razvoj otpornih bakterija, koje se brzo šire širom sveta i zamenjuju bakterije osetljive na antibiotike. Mnogi sojevi patogenih bakterija koji se često javljaju sada su otporni na više antibiotika, zbog čega je neophodno pronaći nove metode za borbu protiv bakterijskih infekcija.
U potrazi za načinom da se ograniči rast neželjenih rezistentnih bakterija, istraživači iz Dioscuri Centra za fiziku i hemiju bakterija, IPC PAS, ispituju ponašanje bakterija E. coli osetljivih i otpornih na antibiotike na različitim površinama. Istraživači se nadaju da će bolje razumevanje kako rastu takve bakterijske populacije pomoći u razvoju novih antibakterijskih premaza koji sprečavaju pojavu otpornosti.
U prirodi, kao iu ljudskom telu, bakterije često formiraju blisko povezane, površinski vezane zajednice koje se nazivaju biofilmovi. Bakterije u biofilmima su delimično zaštićene od antibiotika, koji zbog guste strukture ne mogu da prodru u biofilm. Kao u aforizmu „ono što te ne ubije čini te jačim“, ovo podstiče evoluciju bakterija otpornih na antibiotike koje se spontano pojavljuju u biofilmu.
Nakon izlaganja antibiotiku, kao što je tokom infekcije, nekoliko otpornih bakterija koje su se u početku pojavile počinju da se razmnožavaju jer antibiotik nije u stanju da ih ubije. Ako se ovaj proces odvija u biofilmu koji raste na ravnoj površini, na primer u urinarnom kateteru, ništa ne sprečava da se otporne bakterije šire i na kraju preuzmu osetljive bakterije.
Istraživači iz IPC PAS-a su sada pokazali da se ovaj proces može zaustaviti tako što će površina biti valovita. U nedavnom članku objavljenom u časopisu PNAS, oni pokazuju da su čak i sićušni površinski talasi, mnogo manji od debljine biofilma, dovoljni da ograniče širenje rezistentnih mutanata na sićušne „sektore“ unutar biofilma. .
Tim koji je predvodio dr Bartlomijej Vaclav uzgajao je bakterijske biofilmove u mikrofluidnom uređaju sastavljenom od mikroskopskih komora sa valovitom donjom površinom u obliku sinusne funkcije. Svaka komora je bila zauzeta biofilmom napravljenim od dve različite bakterije, osetljive i otporne, koje su u početku pomešane.
Nakon izlaganja antibiotiku, otporne bakterije su počele da rastu brže od osetljivih bakterija. Međutim, za razliku od onoga što se dešavalo u komorama sa ravnim dnom, otporne bakterije nisu preuzele osetljive u komorama sa valovitim slojem. Umesto toga, otporne bakterije su ostale lokalizovane u malim sektorima koji se nalaze unutar džepova valovitog uzorka.
„Naši rezultati sugerišu da se dinamika bakterijske populacije u biofilmu može kontrolisati manipulisanjem geometrijom površine. To smo demonstrirali posebno za mutant otporan na antibiotike, koji ima potencijalno zanimljive implikacije za medicinu. Površine sa uzorkom su već istražene zbog njihove anti- Potencijal za formiranje biofilma pruža još jedan razlog za upotrebu takvih površina — one takođe mogu da spreče širenje otpornih bakterija,“ navodi dr Vaclav.
Dr Vaklav naglašava, međutim, da je prerano reći da li će se osnovna istraživanja sprovedena u njegovoj grupi prevesti u praktične primene. On, međutim, ističe da „iako ovaj pristup sigurno neće eliminisati problem rezistencije na antibiotike, može pomoći u smanjenju rizika od neuspeha terapije kod hospitalizovanih pacijenata. Takvi pacijenti su često kateterizovani, što nosi značajan rizik od infekcije sa Usporavanje širenja takvih bakterija može značiti razliku između života i smrti za neke pacijente.
Dr Vaclav takođe kaže da je njihov rezultat opštiji i da se odnosi na svaku situaciju u kojoj neželjeni bakterijski soj raste brže od drugih sojeva.
„Sličan efekat bi se mogao iskoristiti za stabilizaciju mikrobnih zajednica koje se koriste u industrijskim procesima kao što su tretman otpadnih voda, proizvodnja biogoriva i mnogi drugi“, napominje on.
